新课标2020高考物理二轮复习实验题专项练四含解析

新课标2020高考物理二轮复习实验题专项练四含解析

- 1 - 实验题专项练(四) (建议用时：30 分钟) 1．某实验小组用如图所示的装置测量弹簧的劲度系数 k.每当挂在弹簧下端的钩码(每个 钩码质量 m＝50 g)处于静止状态时，用刻度尺测出对应的弹簧长度 L(弹簧始终在弹性限度 内)，列表记录如下： 所挂钩码 个数 n 1 2 3 4 5 6 Ln(cm) 10.18 13.09 14.58 16.08 17.54 (1)表格中第二组数据的弹簧长度如图所示，则弹簧长度为________cm； (2)用所学知识尽量精确计算出每挂一个钩码弹簧伸长量ΔL＝__________cm；并由ΔF＝ kΔL 算出弹簧的劲度系数 k＝__________N/m.(g＝9.8 m/s2，结果均保留三位有效数字) 2．某实验小组设计了如图甲所示的电路，其中 RT 为热敏电阻，电压表量程为 6 V，内阻 RV 约 10 kΩ，电流表量程为 0.5 A，内阻 RA＝4.0 Ω，R 为电阻箱． (1)该实验小组首先利用该电路进行描绘热敏电阻的伏安特性曲线的实验．闭合开关，调 节电阻箱，记录不同情况下电压表示数 U1、电流表的示数 I 和电阻箱的阻值 R，在 I－U 坐标 系中，将各组 U1、I 的数值标记在相应位置，描绘出热敏电阻的部分伏安特性曲线如图乙中的 曲线所示．为了完成该实验，应将导线 c 端接在________(选填“a”或“b”)点； (2)利用(1)中记录的数据，通过分析计算可得外电路的电压 U2＝______________(用 U1、 I、R 和 RA 表示)； (3)实验小组利用(2)中的公式，计算出各组的 U2，将 U2 和 I 的数据也描绘在 I－U 坐标系 中，如图乙中的直线所示，根据图象分析可知，电源的电动势 E＝________V，内电阻 r＝ ________Ω； (4)实验中，当电阻箱的阻值调到 3.0 Ω时，热敏电阻消耗的电功率 P＝________W．(保 - 2 - 留两位有效数字) 3．实验室有以下实验器材： A．电源 E：电动势大小约 5 V B．电流表 A：量程为 30 mA C．电阻箱 R：可调范围 0 到 999 Ω D．未知电阻 Rx：数量级 102 Ω E．开关、导线若干 (1)为测量未知电阻阻值 Rx 和电源电动势 E，若电源内阻和电流表内阻可忽略，利用上述 实验器材设计电路进行测量，记电流表读数为 I，电阻箱的读数为 R，实验得到图象如图甲所 示，则使用的电路是图________(填“乙”或“丙”)．根据图象可求得电源的电动势等于 ________V，被测电阻 Rx 等于________Ω.(结果保留 2 位有效数字) (2)如果电源的内阻不能忽略，则能否用图乙的电路测量出 Rx？________(填“能”或“不 能”)．若能请写出表达式，若不能请说明理由：______________________. 4．为测定小滑块与水平木板间的动摩擦因数μ，选用的实验器材为：带挡光片的小滑块、 光电门、数字毫秒计、弧形斜面、游标卡尺、刻度尺，器材安装如图甲所示． (1)用游标卡尺测量挡光片宽度 d 如图乙所示，则 d＝________mm； (2)小滑块从弧形斜面上某位置由静止释放，读出小滑块挡光片通过光电门时数字毫秒计 的示数 t；用刻度尺量出小滑块停止运动时，滑块上的挡光片中心与光电门间的水平距离 L； 重力加速度为 g，则小滑块与水平木板间的动摩擦因数μ＝________(用物理量 d、L、t、g 表 示)； (3)实验中将挡光片通过光电门的平均速度当作小车通过光电门的瞬时速度，这样处理测 - 3 - 得的小滑块与水平木板间的动摩擦因数μ与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或 “无偏差”)． 实验题专项练(四) 1．解析：(1)由毫米刻度尺的读数方法可知题图中的读数为 11.60 cm； (2)由平均值法，得：ΔL＝17.54－10.18 5 cm≈1.47 cm，根据ΔF＝kΔL，得弹簧的劲度 系数 k＝ΔF ΔL ＝50×10－3×9.8 1.47×10－2 N/m≈33.3 N/m. 答案：(1)11.60 (2)1.47 33.3 2．解析：(1)采用伏安法测电阻，由题图乙可知热敏电阻的阻值远小于电压表内阻，所 以采用电流表外接法，故导线 c 应接在 a 点． (2)根据电路串并联规律可知外电压为： U2＝U1＋I(R＋RA)． (3)当 I＝0 时，根据题图乙得 E＝6.0 V，而直线斜率倒数的绝对值等于内电阻，则 r＝ 6.0－4.5 0.5 Ω＝3.0 Ω. (4)把电流表、电阻箱、电源作为等效电源，等效电源内阻为：r0＝3.0 Ω＋4.0 Ω＋3.0 Ω＝10 Ω；在 I－U 图象中作等效电源的伏安特性曲线，如图所示，与热敏电阻的伏安特曲 线的交点坐标(4.0，0.2)，所以热敏电阻的电功率为：P＝UI＝4.0×0.2 W＝0.80 W． 答案：(1)a (2)U1＋I(R＋RA) (3)6.0 3.0 (4)0.80(0.77～0.83 均可) 3．解析：(1)采用乙电路，根据闭合电路欧姆定律，E＝I(R＋Rx)，变形得1 I ＝1 E R＋Rx E ，如 果采用丙电路 E＝I RRx R＋Rx ，I－1 与 R 不成线性关系，所以选乙；图象甲中斜率代表1 E ，纵轴截距 代表Rx E ，可得 E＝4.0 V，Rx＝2.0×102 Ω； (2)如果电源内阻不能忽略，则可以把 Rx 和电源内阻 r 等效成一个电阻，只能求出 Rx＋r 的值，无法单独求出 Rx. 答案：(1)乙 4.0 2.0×102 (2)不能 可以把 Rx 和电源内阻 r 等效成一个电阻，只能 求出 Rx＋r 的值，无法单独求出 Rx - 4 - 4．解析：(1)游标卡尺的读数为 d＝5 mm＋18× 1 20 mm＝5.90 mm； (2)小滑块通过光电门时的速度为 v＝d t ，根据动能定理可得－μmgL＝0－1 2 m d t 2 ，解得μ ＝ d2 2gLt2； (3)小滑块做匀减速直线运动，因为小滑块通过光电门的速度为其平均速度，即中间时刻 的速度，此时挡光片中心已经通过光电门，相比中心通过光电门的速度偏小，根据－μmgL＝ 0－1 2 mv2 可得μ＝ v2 2gL ，故测量值偏小． 答案：(1)5.90 (2) d2 2gLt2 (3)偏小